基于PLC控制的橋式起重機電氣設計分析

崔學鋒 袁歡歡

【摘?要】橋式起重機傳統電氣控制系統接線復雜，運行中經常出現故障，控制效果較弱，維護維修困難。本文以PLC控制系統為例進行分析，該系統提供AC800M控制器硬件配置信息，將其應用到橋式起重機控制中，具有控制線路簡單、控制系統安全智能等特點，可以有效提高生產效率，促進相關產業的穩定發展。

【關鍵詞】PLC控制;橋式起重機;電氣設計

引言

隨著我國經濟水平的不斷提高和科學技術的不斷發展，PLC控制系統應運而生，具有靈敏性、安全性、簡單性等特征，在提高電氣自動化設備控制效果、運行性能和調試效率等方面體現出非常重要的應用價值。因此，如何科學應用PLC控制系統，實現電氣設備的智能化、自動化發展是相關領域技術人員必須思考和解決的問題。

1PLC技術概述

PLC技術主要指的是可以展開編輯的控制器，通過將該技術應用于電氣工程自動化控制中能夠對工作中產生的數據展開全面計算，也能夠自動對計算結果展開分析，并且利用系統對數據進行存儲。對于PLC技術來說，該技術包括了數據輸入、輸出以及存儲裝置。在一般情況下，工作人員可以根據工作需求對系統進行全面設置，并且根據工作項目的不同需求，對工作環節進行減少或增加，在工作需要的前提之下也可以連接額外的設備。PLC技術本身就具備相對較強的性能，在使用過程中便捷且不容易被干擾，后期的維護也相對簡單，其優點在自動化控制工程方面起到了非常大的作用。電氣系統如果采用PLC控制方式，就會減少部分人工環節，相當于只要是通過內部線路將它與相應的軟件進行關聯，就能夠確保電氣控制系統的持續穩定，降低相應的風險。

2關于橋式起重機

橋式起重機由電動機驅動車沿軌道縱向前后運動，另一車及提升機構由電動機驅動，沿橋架軌道控制設備左右運動。若升降重物，則由起重電機驅動垂直運動，實現重物多角度、多方面運動。而PLC橋式起重機的電氣系統由配電保護板塊、主副起升機板塊、PLC控制模塊等構成，各個模塊由PLC控制器、變頻器、糾偏設置、安全保護構成。ABB品牌的PLC控制器由AC800M控制器、機柜、CB（ControlBuilder）編程工具、I/O中心、CEX-bus通信線、CPU、DIN軌道等內容構成。

3PLC的特點

簡單高效是PLC技術的一大優勢，PLC的安裝對環境要求不高，在連接時把接口端和執行檢測相關設備進行正確連接就可實現PLC的正常工作。工作人員可以對控制系統中的模塊進行靈活改變，擁有更快的運行速度和更高的可靠性。同時PLC技術的實用性很強，能夠適用與各種場合，而且編程簡單，即使編程人員不具備專業的編程知識頁而已很快上手使用。PLC在系統設計上一般采用的是集成化程度很高的微型計算機，使PLC技術在使用時更加方便靈活，用于復雜的自動化控制系統，比如工業生產控制、過程檢測、電氣自動化控制系統、智能化系統等。除以上兩個優勢外，PLC技術的抗干擾能力極強，這一優點也使得PLC技術能夠被廣泛應用于各行業中。該技術應用屏蔽方式提高抗干擾能力，其控制電源是電網提供，但是電網提高電源的方式很容易受到機器故障、電網短路、設備的啟動和停止等干擾，對PLC供電產生影響，會造成PLC程序錯誤，使自動化控制設備失控。在對PLC進行處理時，一方面會提高安全性，另一方面是減小電磁干擾。

4PLC橋式起重機電氣控制系統理論設計

4.1變頻器設計

橋式起重機設計選擇AC800M控制器，而其變頻器優勢突出：（1）軟件性能好，控制程序對變量負載的速度、轉矩、電氣制動控制效果突出。（2）安全性能突出，保護功能齊全，過流、過載、過壓都有報警和保護功能。（3）具有限流功能，系統啟動對電網影響小，不會影響電網其他設備穩定運行。（4）具有零速轉矩功能，吊鉤從運行到降為零速，系統先產生一定轉矩，指導電磁制動器抱住電動機軸，避免溜鉤。

4.2順序控制

電氣自動化設備主要采用順序控制的模式與其他系統進行輔助工作，而PLC控制系統的應用可以實現對順序控制模式的直接控制。目前，大量企業對資源利用率的提高給予了充分的關注和重視，因此，如何科學應用新型技術，避免企業在經營和管理過程中出現不必要的資源浪費，提高資源的利用率是相關人員必須思考和解決的問題。PLC控制系統通過應用順序控制方式，可以單向控制電氣自動化設備的生產環節和生產流程，不僅可以提高電氣設備的自動化控制效率和效果，還能盡可能縮小資源的使用量，起到節約資源和保護資源的作用。在具體的工程實踐中，通過應用PLC控制系統的順序控制模式，可以實現對開關量的有效控制，進一步改善和優化繼電器相關控制元件，從而使電氣設備的自動化控制具有高度的靈敏性和順序性，避免出現控制效果差和控制順序混亂等問題。

4.3在開關量邏輯控制中的應用

電氣設備運行過程中，其開關之間有著非常復雜的關聯。電氣自動化設備能否穩定運行的關鍵在于能否對邏輯開關進行有效控制。針對這一問題，可充分利用PLC對電氣設備的邏輯開關進行自動化控制，從而保障電氣系統的有運行。PLC技術有著極其強大的抗干擾能力，且安全性、可靠性與其他控制技術相比，有著絕對優勢。通過在線路中加裝屏蔽雙絞線與磁環，能夠有效降低環境因素對內部電路造成的干擾。在PLC技術的應用過程中，可將指令輸入其可編輯存儲區，然后通過輸入接口與輸出接口，將指令傳送至運行系統，從而實現對操作對象的有效控制。通過PLC技術，根據電氣設備運行時間與開關，對設備邏輯開關進行合理控制，一旦邏輯開關的設置值發生變化，控制開關就會自動閉合，從而有效保障電氣設備的穩定運行。此外，為了提升邏輯開關的控制水平，應根據設計要求，合理設置控制開關的閉合路徑與實踐，以進一步提升電氣自動化控制的運行水平。

結束語

綜上所述，針對橋式起重機的作業需求及相關機構參數，提出以PLC技術對其控制系統設計，并對其硬件系統等進行設計分析。由PLC系統技術支持的橋式起重機，其系統安全性突出，且操作簡便，可大大提高橋式起重機的控制性能，提高起重機工作效率。本文在現有技術基礎上，提出以PLC控制代替傳統繼電器、電阻調速等，對電氣控制系統及電路保護進行安全設計，將橋式起重機的控制效率簡化分析。采用PLC技術，還可以及時檢測出系統存在的不良現象，提前發現安全隱患并報警，有利于及時排除故障，降低故障后果，提高起重機的實際工作效率，所以PLC技術在當前及未來的市場中應用前景廣闊。

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（作者單位：河南工學院機械工程學院）